Caracterización Hidrodinámica Detallada del Flujo en Estructuras Hidráulicas de Plantas de Tratamiento de Aguas Y Aguas Residuales para Evaluar su Funcionamiento.

Abstract

Las grandes ciudades de Argentina, como Buenos Aires y Córdoba, se encuentran entre las regiones con mayor incremento poblacional de la región, con una rápida incorporación de zonas periféricas a la urbanización. Para satisfacer las necesidades de agua potable, de una población en continuo crecimiento, es necesaria la optimización en los procesos de potabilización existentes. Esto también aplica al diseño de las partes componentes de plantas de tratamiento de aguas residuales, debido a que su objetivo es eliminar o modificar los contaminantes perjudiciales para la salud humana y proteger al cuerpo receptor de la descarga. El diseño y evaluación del correcto funcionamiento de este tipo de obras de infraestructura, se realiza habitualmente siguiendo criterios definidos en ingeniería sanitaria. Sin embargo, las singularidades hidrodinámicas presentes en el flujo de componentes de una planta pueden afectar en gran medida su rendimiento, resultando en un funcionamiento no compatible con el previsto en el diseño sanitarista. En esta tesis se abordan problemática identificadas en dos plantas de tratamientos de aguas de la ciudad de Córdoba, y una en la ciudad de Berazategui, Provincia de Buenos Aires. Una de ellas es la planta de tratamiento de agua potable “Los Molinos” que la empresa Aguas Cordobesas S.A. opera en cercanías de la localidad de Bouwer en la provincia de Córdoba. Otra es la planta de tratamiento de aguas residuales “Bajo Grande” situada en la zona de Chacra de la Merced, en el extremo Este de la ciudad Córdoba, que realiza el tratamiento previo a la descarga al Río Suquía. En estas plantas se observan patrones de flujos incompatibles con los procesos de tratamiento. Además, los patrones hidrodinámicos presentes en las estructuras de aforo dificultan la cuantificación del caudal tratado y genera incertidumbre en la correcta dosificación para el tratamiento químico. Problemáticas similares se observan en la planta “Bicentenario” de tratamiento de líquidos residuales localizada en Berazategui, Provincia de Buenos Aires, que opera la empresa Agua y Saneamientos Argentinos S.A (AySA). Esta planta es una de las obras de infraestructura más importantes que se ha construido en los últimos años en el país, en la cual se tratan los líquidos residuales de la población de la ciudad de Buenos Aires y algunos municipios del primer cordón del conurbano bonaerense. La caracterización hidrodinámica detallada del flujo en componentes hidráulicas de estas plantas de tratamiento de agua y aguas residuales en escala de prototipo, a través del uso in-situ de técnicas experimentales de alta resolución espacial y temporal y de la simulación numérica en detalle proporciona información fundamental del flujo: validación de los sistemas de aforo instalados, distribución de caudales entre las unidades de decantación; campos de velocidad media del flujo y su evolución temporal; parámetros característicos de la turbulencia; entre otros. Esto permite avanzar en el conocimiento acerca de la presencia y los efectos de estructuras turbulentas e inestabilidades de flujo y elaborar recomendaciones para optimizar el funcionamiento de componentes hidráulicas de plantas de tratamiento.